JPS59160056A - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関制御装置に関し、更に特定して述べる
と、機関のアイドル回転速度を電子的に制御するように
構成した内燃機関制御装置に関する。

従来から、各種内燃機関において、アイドル運転時の回
転速度を電子的に制御するようにした回転速度制御装置
が広く採用されている。例えば、電子制御式燃料噴射ポ
ンプを備えたディーゼル機関にあっては、各運転パラメ
ータに基づいて演算された目標回転速度と実際の回転速
度との間の差を求め、この誤差分に従って比例・積分（
Ｐ・工）制御を行ない、機関速度を所要の値に維持する
ように構成されておシ、その速度制御特性はその制御系
の利得及びＰＩ制御回路の定数の設定に依存するもので
ある。従って、制御系の各ノ々ラメータの値を固定した
場合には、全ての運転状態において安定な動作を期待す
ることができないという不具合いを有している。

従って、アイドル運転制御を上述の如き電子制御方式で
行なっている場合、比較的速度比の小さいギヤ位置でア
クセルぼダルを解放し、アイドル制御状態の下で走行を
行なうと、カーノ、り現象が生じ円滑な走行を行なうこ
とができないという問題点があった。これは、アイドル
運転制御の如き低回転制御域では機関の回転が不安定な
上に、走行時の走行抵抗に起因するロード負荷の変化の
影響を受けることによるものである。

同種の問題として、このような装置において制副回路の
回転速度フィードバック系の利得を固定した場合に低回
転速度域で制御が不安定と力ることか挙けられるが、こ
れを解決するため、スロットル位置から回転速度の設定
を行ない、スロットル位置の設定量と回転速度とに応じ
てフィードバック系の利得を変化する構成の装置が提案
されている（特開昭５７−２．０５２４号公報）。

しかしながら、上述のロード負荷の変動によるアイドル
回転速度制御の不安定さは上述の構成によっては解決す
ることができな１いものである。

本発明の目的は、従って、アイドリング時における車輛
の運転状態に応じて制御系内の比例・積分制御定数を変
更することによりアイドル制御状態での走行を円滑に行
なわせるようにした内燃機関制御装置を提供することに
ある。

本発明の構成は、内燃機関のアイドル回転速度を所要の
値に制御するため少なくとも比例・積分制御特性を与え
るためのＰ−Ｉ制御回路を含んで回転速度制御系が構成
されて成る内燃機関制御装置において、Ｐ・工制御回路
の比例・和分制御定数が内燃機関の運転状態に関連して
段階的に又は無段階に変更される点に特徴を有する。

内燃機関の運転状態は、燃料噴射量、機関速度、機関の
冷却水の温度、二一一トラルスイッチ、クラッチスイッ
チ等のうちのいずれか１つ又は２つ以上であってもよい
。上述の如くして、制御系内の比例・積分制御パラメー
タの値を変更し、制御系の応答特性を変更することによ
シ、ロード負荷の変化に対する応答性を変化せしめ、こ
れによシ、アイドル回転速度制御特性をロード負荷に見
合った適切な特性に設定し、ロード負荷状態にあっても
常に安定なアイドル回転速度制御を実現することができ
る。

以下、図示の実施例によｐ本発明の詳細な説明する。

第１図には、本発明による内燃機関制御装置の一実施例
のブロック図が示されている。この内燃機関制御装置１
は、車輛用駆動源として用いられているディーゼル機関
（図示せず）に供給される燃料の噴射量を制御して所定
の調速特性を得ると共に、アイドル回転速度の制御を行
なうための装置であシ、・アクセルペダル（図示せず）
の操作量を示すアクセル信号Ａを出力するアクセル検出
器２、図示しないディーゼル機関の回転速度を示す速度
信号Ｎを出力する速度検出器３及びディーゼル機関の冷
却水の温度を示す水温信号Ｔを出力する水温検出器４を
備えている。これらの信号Ａ。

Ｎ、Ｔは演算回路部５に印加されておシ、演算回路部５
においては、これらの信号Ａ、Ｎ、Ｔに基づいて、所要
の、調速特性を得るに心太なその時々の噴射量の演ｎが
行なわれる。

演算回路部５は、アクセル信号Ａ及び速度信号Ｎが印加
されている目標噴射量演算回路６を備えておシ、走行時
におけるその時々の機関の運転状態に見合った最適噴射
量がアクセル信号Ａ及び速度信号Ｎに基づいて演算され
、その演算結果に従う噴射量を示す第１目標噴射量信号
Ｓａが出力される。

一方、機関のアイドル運転時の速度をも電子的に制御す
る目的で、演算回路部５には目標アイドル速度演算回路
７が更に設けられておシ、速度信号Ｎ、水温信号Ｔ及び
エアコンが作動中か否かを示すエアコンスイッチ２１か
らの出力信号ＡＣに基づいて、その時々の目標アイドル
回転速度を示す目標速度信号ｓｂが出力される。目標速
度信号ｓｂは速度信号Ｎと共にｐ−ｒ制御回路８に入力
され、目標アイドル回転速度とその時のアイドル回転速
度との差分ΔＮが演算され、該差分ΔＮに対して所定の
比例・積分制御動作特性でアイドル回転速度制御を行な
うための信号処理が行なわれると共にその時々の目標ア
イドル回転速度を得るに必要な噴射量データが演算され
る。この演算結果は、第２目標噴射量信号Ｓｃとして出
力される。

とのＰ・工制御回路８における比例・積分制御定数を、
アイドル運転時における機関及び車輛の運転状態に応じ
た所定の値に設定することができるように、第１定数設
定回路９及び第２定一定回路１０が設けられている。第
１定数設定回路９は、ディーゼル機関が無負荷状態でア
イドル運転されている場合に安定なアイドル制御特性を
得ることができるような比例・枝分定数をｐ−Ｉ制御回
路８にセットするための回路であり、−実部２定数設定
回路１０は、ディーゼル機関がロード負荷状態でアイド
ル運転制御されている場合において安定なアイドル制御
特性を得ることができるよう寿比例φ積分定数をＰ−Ｉ
制御回路８にセットするための回路である。第１及び第
２設定回路９，１０の出力１１９ｇ、１０ａは切換スイ
ッチｌｌｆ！ｃ介してＰ・工制御回路８に図示の如く接
続されており、アイドル走行判別回路１２からの検出信
号ＤＳによシ該スイッチ１１が切換制御されるようにな
っている。

アイドル走行判別回路１２には、アクセル信号Ａが入力
されると共に、クラッチの接続／切離し状卯ヲ検出する
ためのクラッチスイッチ１３及び変速機のギヤがニュー
トラル位置にあるか否かを検出するだめのギヤスイッチ
１４が接続されておシ、アクセル信号Ａ１クラッチスイ
ッチ１３及びギヤスイッチ１４の状態から車輛がアイド
ル走行状態にあるか否かが判別される。即ち、アクセル
信号Ａによってアクセルペダル（図示せず）の解放状態
が検出された場合において、クラッチスイッチ１３によ
シフラッチが接続状態であって且つギヤスイッチ１４に
よシギャがニュートラル以外の位置にあることが検出さ
れた場合に、車輛がアイドル走行状態にちると判別され
る。車輛がアイドル走行状態でないと判別された場合に
は、アイドル走行判別回路１２の出力線１２ａのレベル
は低レベルとなってスイッチ１１が図中点線で示される
如く切換えられ、Ｐ−Ｉ制御回路８の比例・積分制御定
数の値が第１定数設定回路９によυ無負荷状態に見合っ
た値に設定される。一方、車輛がアイドル走行状態でち
ると判別された場合には、出力線１２＆のレベルは高レ
ベルとなり、スイッチ１１が図中実線で示されるように
切換えられ、Ｐ・■制御回路８の比例・積分制御定数の
値が第２定数設定回路１０により、設定される。

この第２定数設定回路１０には、ディーゼル機関の負荷
の大きさを示す信号として、コントロールスリーブ１８
の位置を示す位置信号Ｐ（後述）が入力されており、位
置信号Ｐの大きさに応じて、比例・積分制御定数の設定
値を無段階に変化せしめ、これによ）、アイドル走行時
におけるＰ・■制御回路８の比例・積分定数をロード負
荷の大きさに応じて常に適切な値にセットすることがで
き、極めて安定々アイドル走行状態を実現することがで
きる。

上述の如くして比例・積分制御のための信号処理が施さ
れたＰ・■制御回路８からのアイドル制御用の第２目標
噴射量信号Ｓｃは１．第１目標信号Ｓａと井に加算器１
５にて加算され、目標噴射量信号Ｓとして出力される。

ここで、機関がアイドル運転状態にある場合には、第１
目標信号Ｓａは零であるから、５＝Ｓｃとなる。目標噴
射量信号Ｓは変換回路２２に入力され、ここで信号Ｓに
よって示される目標噴射量を得るに必要なコントロール
スリーブ１８の位置を示す目標位置信号ｐｔに変換され
る。目標位置信号ｐｔは、別の加算器１６を介してサー
ボ回路１７に印加されてお９、サーボ回路１７から出力
される駆１ｒｉｌＩ電流工は、噴射ポンプ（図示せず）
のコントロールスリーブ１８の位置決めを行なうための
電磁アクチュエータ１９に印加される。コントロールス
リーブ１８はまた位置検出器２０に連結されておシ、コ
ントロールスリーブ１８の実際の位置を示す位置信号Ｐ
が加算器１６に図示の極性で印加されておシ、目標位置
信号ｐｔと位置信号Ｐとの差分に応じてコントロールス
リーブ１８の位置制御が行なわれ、目標噴射量信号Ｓに
よって示される噴射量が得られる位置にコントロールス
リーブ１８が位置決めされる。

このよう々構成によると、無負荷アイドル運転時には、
比例制御定数を変更して、積分時間を長くすることによ
υ、第２図に符号（イ）で示す如き、速度変動率が少々
く、且つ速度の変動を比較的早く修正するような過渡制
御特性とし、一方、アイドル走行時には、負荷の増大に
応じて比例制御定数を小さくすると共に積分制御定数を
変更して積分時間を短かくし、祠号（ロ）で示される如
きよシ安定な制御特性を得ることができる過渡制御特性
とすることができる。この結果、所定のアイドル回転速
変信Ｎ１ｄｌｅにて、アイドル走行を安定に行なわせる
ことができる。

上記実施例では、演算回路部５を個別部品で構成した場
合について述べたが、演算回路部５はマイクロコンピュ
ータを用いて構成してもよく、その場合のプログラムの
一例が第３図にフローチャートとして示されている◇ 第３図において、プログラムのスタート後、アクセル信
号Ａ及び速度信号Ｎが読込まれ（ステップａ、ｂ）、走
行時の目標噴射量を示す喝の値がこれらの信号Ａ、Ｎに
基づいて演算される（ステップＣ）。次いで、ステップ
ｄに示される目標アイドル速度Ｎｉの演算がサブルーチ
ンにて実行される。

Ｎｉ演算のサブルーチンにおいては、先ず、エアコンス
イッチ２１のオン、オフ状態が判別され（ステップｅ）
、エアコンが作動状態にある場合には、ステラ７’ｆに
おいて、エアコンが作動している場合のために用意され
た第１マツプ演算が行なわれ、水濡信号Ｔに従ったエア
コン作動時用の目標アイドル速度が出力される。一方、
エアコンが作動していない場合には、ステ、プｇにおい
てエアコンが作動していない場合のため釦用意された第
２マツプ演算が行なわれ、水温信号Ｔに従った別の目標
アイドル速度が出力される。上述の如くして、エアコン
の作動状態に応じて定められた目標アイドル速度ＮｉＯ
値が得られると、主プログラムに戻る。

ステップｂにおいては、実際の機関速度と目標アイドル
速度との差分ΔＮ（−Ｎｌ−Ｎ）に対する所定のＰ−Ｉ
制御演算及び目標アイドル速度を得るのに必要な噴射量
Ｑｉの値の演算が実行される。ステップｈにおけるこれ
らの演算もザブルーチンにおいて実行されるようになっ
ておシ、先ずステ、７′量においてΔＮの演算が、速度
信号Ｎとステップｄにおける演算で得られた目標アイド
ル速度Ｎｉとに基づいて演算される。続いて、アクセル
ペダルがアイドル運転の状態にあるが否が（ステップｊ
）、クラッチが接続された状態にあるが否が（ステップ
ｋ）、ギヤがニュートラル以外の位置（オン）になって
いるか否か（ステップｌ）が判別され、少なくとも１つ
の判別結果がＮｏの場合には車輛は無負荷でアイドリン
グ状態にあると判別され、ステップｍにおいて、無負荷
時用のＰ・■制御定数の設定が行なわれる。一方、ステ
ップｊ乃至ヱに罫ける全ての判別結果がＹＥＳの場合に
は車輌がアイドル走行中であると判別され、ステップｎ
においてアイドル走行時用のＰ・工制御定数の設定が行
なわれる。このようにして、車輛の運転状態に応じたＰ
・工制御定数の設定が行なわれると、次に、ステップ０
において、このＰ−Ｉ制御定数を用いてΔＮに対するＰ
・工制御演算処理が行なわれ、無負荷アイドル運転又は
ロード負荷アイドル運転を所定のアイドル回転速度Ｎ１
ｄｌｅで行なうのに必要な燃料噴射量ＱＩの値が演算さ
れ、メインプログラムに戻る。

メインプログラムに戻ると、ステップＰにおいてＱＲ＋
　Ｑｉの演算が行なわれ、これによシ、機関のその時々
の状態において必要とされる目標噴射ｆｉ￥が定められ
る。ＱＲ＋　Ｑｉの値は、ステップｑにおいてこの目標
噴射量Ｑ、、＋Ｑｉを得るに必要々コントロールスリー
ブ位置を示す目標位置信号Ｓに変換され、この目標位置
信号Ｓが、演算回路部５゛から出力される（ステップｒ
）。

第３図に示す実施例では、無負荷アイドル運転状態又は
アイドル走行運転状態のいずれかの状態かを判別して、
予め用意された無力有用Ｐ・■制御定数又はアイドル走
行用Ｐ−Ｉ制御定数のいずれかを選択するように構成し
た場合を示したが、アイドル走行状態に対しては、ロー
ド負荷の大きさに応じて、Ｐ・工制御定数を更に無段階
又は段階的に変化させるように構成してもよい。

尚、第３図に示したプログラムを実亘するためのマイク
ロコンピュータシステムは、通常の市販のものを用いて
容易に実現することができる。

本発明によれば、上述の如く、アイドル運転時には、少
なくともロード負荷の有無に応じてＰ・工制御定数値の
設定を変更するようにしたので、アイドル走行をよシ安
定且つ円滑に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内燃機関制御装置の一実施例のブ
ロック図、第２図は第１図に示した装置の制御特性を示
す特性曲線図、第３図は第１図に示す演算回路部をマイ
クロコンビー−りでおきかえる場合の制御プログラムの
一例を示すフローチャートである。 １・・・内燃機関制御装置、２・・・アクセル検出器、
３・・速度検出器、４・・水温検出器、５・・・演算回
路部、６・・・目標噴射量演算回路、７・・・目標アイ
ドル速度浪費８回路、８・・・Ｐ−Ｉ制御回路、９・・
・第１定数設定回路、１０・・・第２定数設定回路、１
１・・・切換スイッチ、１２・・・アイドル走行判別回
路、Ａ・・・アクセル信号、Ｎ・・・速度信号、Ｔ・・
・水温信号。 特許出願人　　ヂーゼル機器株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　内燃機関のアイドル回転速度を所要の値に制御す
   るため少なくとも比例・積分制御特性を与えるためのＰ
   −Ｉ制御回路を含んで回転速度制御系が構成されて成る
   内燃機関制御装置において、前記Ｐ・■制御回路の比例
   ・積分制御定数が前記内燃機関の運転状態に関連して段
   階的に又は無段階に変更されることを特徴とする内燃機
   関制御装置。